考虑摆臂的LED芯片分选机构优化设计

发布时间：2017-10-26 14:47

  本文关键词：考虑摆臂的LED芯片分选机构优化设计

  更多相关文章： 摆臂 静力与刚度分析 动力学分析 疲劳寿命分析 轻量化设计

【摘要】：摆臂结构是LED芯片分选机构的重要部件之一,其性能直接影响到整个分选机构的分选效率和工作稳定性。在高频分选工作状态中,摆臂的往复运动会引起本身的振动,影响分选机构的定位精度,导致其分选效率下降,甚至会造成构件的疲劳破坏,因此需要对摆臂结构进行轻量化设计。然而,目前有关摆臂的轻量化设计很少考虑到构件疲劳破坏这一影响因素,从而导致最终的设计结果无法投入到实际的生产过程。因此,本文在摆臂轻量化设计的过程中不仅需要满足其静力学强度条件,还应满足构件在疲劳寿命方面的要求。本文以深圳某半导体检测封装公司的某种型号LED分选机构为研究对象,对其进行分析优化。论文的主要工作如下:(1)摆臂结构CAE分析。通过对LED芯片分选机构的工作原理进行分析,指出摆臂是影响其分选性能的关键构件。对分选机构的关键构件摆臂进行结构静力分析和模态分析,并分析其强度、刚度以及固有频率,以考察原机构的优化空间。(2)动力学仿真分析。根据分选机构各主要组成部分之间结构关系建立多刚体动力学仿真模型,并通过对摆臂进行柔性化处理的方法建立分选机构刚柔耦合模型,分析摆臂在实际运动过程中的质心加速度和振动响应情况,突出了对摆臂进行柔性化的必要性;并提取摆臂与转轴连接点的载荷谱,为后续的疲劳分析做准备工作。(3)摆臂的疲劳寿命仿真分析及结构优化设计。应用疲劳寿命分析软件对摆臂进行加载和疲劳寿命仿真计算,通过对摆臂疲劳寿命灵敏度的分析,研究摆臂的几何尺寸对疲劳寿命的影响,并在满足寿命要求的前提下对摆臂进行结构优化设计。本文对摆臂进行轻量化设计时考虑到了摆臂的疲劳寿命,使其更符合实际工况,为理论分析与工程实际的紧密结合提供了一种合理有效的解决思路。
【关键词】：摆臂 静力与刚度分析 动力学分析 疲劳寿命分析 轻量化设计
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN312.8
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 本文研究背景和意义10-12
• 1.2 国内外相关研究现状12-17
• 1.2.1 LED芯片分选装备的研究现状12-15
• 1.2.2 分选机构摆臂分选方案研究现状15-17
• 1.3 主要研究内容17-18
• 第2章 LED芯片分选机摆臂结构CAE分析18-26
• 2.1 LED芯片分选机构工作原理18-19
• 2.1.1 LED芯片检测方法分析18
• 2.1.2 LED分选机构芯片分选过程和工作原理18-19
• 2.2 摆臂结构CAE分析19-25
• 2.2.1 分选机构摆臂结构静力学分析21-23
• 2.2.2 分选机构摆臂结构模态分析23-25
• 2.3 本章小节25-26
• 第3章 LED芯片分选机构动力学仿真分析26-38
• 3.1 LED芯片分选机多刚体动力学分析26-30
• 3.1.1 LED芯片分选机构多刚体动力学模型建立原则26
• 3.1.2 LED芯片分选机多刚体动力学模型的建立26-30
• 3.2 LED芯片分选机构多刚体动力学模型仿真分析30-31
• 3.3 LED芯片分选机构刚柔耦合模型仿真分析31-37
• 3.3.1 ADAMS刚柔耦合建立方法31-32
• 3.3.2 LED芯片分选机刚柔耦合模型建立32
• 3.3.3 LED芯片分选机刚柔耦合模型仿真分析32-37
• 3.4 本章小结37-38
• 第4章 摆臂结构的疲劳寿命仿真分析38-48
• 4.1 疲劳理论基础38-41
• 4.1.1 疲劳分析的理论依据38-40
• 4.1.2 影响疲劳寿命的因素40-41
• 4.2 分选机构摆臂结构疲劳寿命仿真分析41-45
• 4.2.1 摆臂的有限元模型及载荷谱添加41-43
• 4.2.2 摆臂材料疲劳特性43
• 4.2.3 摆臂疲劳寿命仿真结果43-45
• 4.3 疲劳寿命灵敏度分析45-47
• 4.4 本章小结47-48
• 第5章 摆臂的结构优化设计48-58
• 5.1 优化设计方法48
• 5.2 优化理论基础48-50
• 5.2.1 优化问题的数学模型48-49
• 5.2.2 优化过程描述49-50
• 5.3 分选机摆臂的结构优化设计50-51
• 5.3.1 确定设计变量50
• 5.3.2 确定约束条件50-51
• 5.4 摆臂优化结果分析51-52
• 5.5 摆臂结构优化结果校核52-57
• 5.5.1 优化后的摆臂结构疲劳寿命分析52-53
• 5.5.2 优化后的摆臂结构模态分析53-54
• 5.5.3 优化前后的分选机构振动响应对比分析54-57
• 5.6 本章小结57-58
• 总结与展望58-60
• 参考文献60-64
• 致谢64

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本文编号：1099123